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Abstract
Description
[実施例1]
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を70重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を20重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%の量で配合し、混合した。得られた混合物を射出成形機により丸棒の成形材料とした。これを切削加工し、図4に示す形状を有する保持器64を得た。
保持器64について、デジタル顕微鏡(VHX−6000、(株)キーエンス製)により観察した。すなわち、上述のように作製された試料Cの観察領域Rを倍率300倍にて観察し、各グラファイト粒子の最大径および面積を測定した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は12%であった。
また、図8は、実施例1で得られた保持器から作製された試料Cの観察領域Rの一部のデジタル顕微鏡写真を示している。炭素繊維が、試料C中で、試料C作製前の保持器64における軸方向に対応する方向に配向している。
なお、表1に、混合物を得る際の配合比、および最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率を示す。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を60重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を20重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を20重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は10%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を60重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を20重量%、炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%、およびポリテトラフルオロエチレン(KT−400M、(株)喜多村製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は14%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を60重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を30重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は19%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を70重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を10重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を20重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は11%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を80重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を10重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は15%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を70重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を25重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を5重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は20%であった。
[実施例8]
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を70重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を10重量%、炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%、およびポリテトラフルオロエチレン(KT−400M、(株)喜多村製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は11%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を70重量%、炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%、およびポリテトラフルオロエチレン(KT−400M、(株)喜多村製)を20重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を60重量%、原料グラファイト(JCPB(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=5μm)を10重量%、グラファイト(CGB−20(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=20μm)を20重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人(株)製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、デジタル顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は6%であった。
また、図9は、比較例2で得られた保持器から作製された試料Cの観察領域Rの一部のデジタル顕微鏡写真を示している。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を50重量%、原料グラファイト(CGB−20(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=20μm)を20重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を30重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は0.4%であった。
ポリエーテルエーテルケトン(Victrex 150FP(商品名)、Victrex社製)を50重量%、原料グラファイト(CGB−50(商品名)、日本黒鉛工業株式会社製、平均粒径D50=50μm)を40重量%、および炭素繊維(HT−C702、帝人社製)を10重量%の量で配合した以外は、実施例1と同様にして、保持器64を得た。
保持器64について、実施例1と同様に、顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は24%であった。
ベース樹脂をポリエーテルエーテルケトンとする市販のVictrex社製450FC30で構成された保持器を用いた。
保持器64について、実施例1と同様に、顕微鏡により観察した。観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、最大径が30μm以上であるグラファイトが占める面積率は8%であった。
ベース樹脂をポリアミドイミドとする市販のSolvay Specialty Polymers社製トーロン材(登録商標TORLON)で構成された保持器を用いた。
[耐久試験]
保持器を組み込んだ歯科用ハンドピースを、規定の圧力の圧縮空気にて作動させることで玉軸受を回転させ、負荷を加えながら一定時間回転状態を保持した後に停止するサイクルを繰り返し、回転数を測定した。より具体的には、玉軸受の初期回転速度を約40万rpmとして負荷回転試験を実施した。この試験では1サイクルを2分間とし、1サイクルの内容は回転中の工具先端に2〜4Nの荷重を1分間に30回繰り返し負荷した後、無負荷回転時の回転速度を1分間計測した。計測された回転速度が、初期回転速度の10%以上低下した時点を寿命とした。
図10は、耐久試験の結果を示す図である。それぞれ、5回耐久試験した結果の平均値を示している。横軸は、ベース樹脂が市販のポリアミドイミド材である比較例6の寿命を1とした時の寿命を示している。市販のポリエーテルエーテルケトン材である比較例5の寿命は、非常に短いことが分かる。比較例1,2,3のポリエーテルエーテルケトン材も、比較例6と比べて短い寿命である。一方、実施例1〜8のポリエーテルエーテルケトン材では、比較例6よりも長い寿命が得られていることが分かる。このことより、実施例で作製した保持器を用いると、寿命の長い玉軸受が得られることが分かる。
なお、比較例4のポリエーテルエーテルケトン材の寿命も比較例6と同じくらいであるが、後述のように十分な引張強度が得られない。
保持器64の形状に加工した材料を、温度が132℃、湿度が100%RHの環境下で10分間放置した後に、100℃で20分間乾燥させるサイクルを1サイクルとした。このサイクルを最大2500回まで繰り返し、規定回数ごとに引張強度を測定した。
保持器64の引張強度は以下のように測定した。図11に示すように、保持器64の内径に、2本の断面半月状の治具101,102を装着した。下方の治具101を固定し、保持器64が破断するまで他方の治具102を上方に引張って、破断時の荷重を引張強度として求めた。
図12および図13は、オートクレーブ試験の結果を示す図である。縦軸は上述の引張試験により得られた引張強度、横軸はその引張試験を行った時のオートクレーブ回数を示している。ポリアミドイミドを用いた比較例6では、オートクレーブ回数が増える程、引張強度が低下していることが分かる。一方、実施例1〜8で作製した保持器を用いると、オートクレーブ回数が増えても引張強度が維持されていることから、高温高湿環境下においても優れた強度が維持できることが分かる。市販のポリエーテルエーテルケトンを用いた比較例5は、引張強度がオートクレーブ回数が増えても維持されているが、上述の通り耐久試験における寿命が短い。比較例1〜4は、引張強度は維持されているが、初期強度が不十分である。
Claims (2)
- 内輪と、前記内輪の外側に設置された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在された複数の転動体と、前記転動体を周方向に間隔を置いて回転軸を中心に回転可能に保持するポケットを備えた円環状の保持器とを備えた玉軸受であって、
前記保持器は、ポリエーテルエーテルケトン、グラファイトおよび炭素繊維を含む樹脂組成物からなり、
上記樹脂組成物全体を100重量%としたときに、上記ポリエーテルエーテルケトンは60重量%以上80重量%以下の量、前記グラファイトは10重量%以上30重量%以下の量で、前記炭素繊維は5重量%以上20重量%以下の量で含まれており、
上記保持器の外周面を回転軸に平行に切断する平面であって隣接する2つのポケットの間に位置し、それぞれのポケットに接し、かつ軸方向両端面まで延在する矩形領域を観察領域とした際に、上記観察領域中でグラファイトが占める総面積に対して、粒子を内接する円の直径が30μm以上であるグラファイトが占める面積の割合すなわち面積率が10%以上20%以下である、
玉軸受。 - 前記炭素繊維が、前記観察領域において、前記保持器における軸方向に対応する方向に配向している、
請求項1に記載の玉軸受。
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